К физическим факторам окружающей среды, подверженным трансформации в результате деятельности человека и являющимся предметами гигиенической регламентации, относятся: шумовое загрязнение, электромагнитные и радиационные поля.
Картографирование физических факторов, с одной стороны, облегчается возможностью их непосредственного измерения с помощью соответствующих приборов, с другой — осложняется вследствие высокой пространственной и временной изменчивости. Поэтому физические факторы среды становятся предметами картографирования там, где существуют устойчивые источники соответствующих влияний: в районах радиоактивного загрязнения; в зонах воздействия автомагистралей, аэропортов и других источников шума; вблизи излучателей радиоволн и ЛЭП. Вследствие высокой временной и пространственной изменчивости определяемые и картографируемые параметры относят к некоторым условным моментам (конкретные даты для уровней радиации; утренние часы «пик» для характеристики шумовой нагрузки) и элементам местности (трассы ЛЭП для электрических полей; линии в 7,5 м от оси ближайшей полосы движения при характеристике автотранспортного шума).
Картографирование радиационной обстановки
Карты радиационной обстановки получили широкое распространение после Чернобыльской катастрофы. При этом была использована приборная и методическая база, сложившаяся за долгие годы радиометрических съемок при геологических исследованиях, а также в атомной промышленности и энергетике.
При изучении радиационной обстановки используют полевые и дистанционные методы. Измерение уровней гамма-фона проводится с помощью радиометров (дозиметров), при выполнении наземных маршрутов с заданной густотой расположения точек, либо дистанционно (с летательных аппаратов, оборудованных соответствующими приборами).
Единицы измерения радиоактивности. Исходной величиной в системе СИ является беккерель (Бк) — 1 распад в секунду.
Дозой облученияназывается количество энергии излучения, переданной тканям организма.
Поглощенные дозы измеряются в греях (Гр), 1 грей равен 1 джоулю на килограмм массы. Однако при одинаковой поглощенной дозе α-излучение в 20 раз опаснее, чем β- и γ-излучение. Скорректированная с учетом этого доза называется эквивалентной дозой, измеряемой в зивертах (Зв).
Широко используются также внесистемные единицы, такие как кюри, бэр, рад.
В кюри (Ки) измеряется количество предстоящих радиоактивных распадов, с учетом количества и изотопного состава радиоактивных веществ, 1 кюри соответствует числу распадов в 1 грамме 226Ra, равняющееся 3,7-1010 Бк.
Рад — единица поглощенной дозы: 1 рад = 0,01 Гр.
Бэр (биологический эквивалент рентгена) — единица эквивалентной дозы: 1 бэр = 0,01 Зв. Безопасной дозой для взрослого человека, подверженного воздействию излучений в связи с профессиональной деятельностью, считается 50 миллизивертов (мЗв) в год. Уровень радиоактивного загрязнения измеряется в Ки/км2.
Загрязненной считается территория, содержащая 1 Ки/км2 и более.
Рентген — внесистемная единица измерения энергии экспозиционной дозы ионизирующих излучений, определяемой по ионизирующему воздействию на воздух. Дозе в один рентген соответствует образование 2,08-109 пар ионов в 1 см3 воздуха при нормальных условиях. Интенсивность излучения чаще всего измеряется в рентгенах в час.
Измерение уровней радиоактивности. В отличие от выбора представительных точек при других видах полевых исследований, измерения гамма-фона обычно проводят в узлах геометрически правильных сеток. В результате выявляется общий уровень радиационного фона (обычно в мкр/ч), обусловленный как естественнымипричинами, так и техногенным загрязнением: выпадением аэрозолей, образовавшихся при ядерных испытаниях и авариях; аномалиями от локальных источников. В пределах выявленных участков повышенного фона для определения их происхождения и степени опасности определяется (на основе отбора и анализа проб) содержание отдельных радионуклидов в поверхностном слое почв, донных отложениях, растительных тканях.
Картографическое представление результатов. Радиационная обстановка обычно характеризуется на картах с использованием способа изолиний. Изолиниями могут передаваться уровни гамма-фона, содержание отдельных радионуклидов, мощность дозы облучения за определенный период. Аномалии, не выражающиеся в масштабе карты, обозначаются значками. В результате исследований изотопного состава радионуклидов создаются карты радиационного загрязнения, на которых характеризуется общее содержание радионуклидов в почвах и донных отложениях, обычно в кюри на км2. На упрощенных картах, ориентированных на массовую аудиторию, иногда изображаются ареалы радиационного загрязнения, в том числе без количественной характеристики.
Картографирование шумового загрязнения может проводиться по результатам натурных измерений, на основе расчетных данных либо с использованием сочетаний того и другого. В первом случае используют результаты инструментальных измерений уровней шумашумомерами I или II класса. При этом, поскольку шумы с разными частотами при одинаковой интенсивности оказывают неодинаковое физиологическое воздействие, измеряют в дБ, нормируют и картографируют эквивалентные уровни звука, т.е. скорректированные с учетом частотных характеристик.
Во втором случае картографирование ведется на основе данных о величине автотранспортной нагрузки, структуре потока, дорожных условиях и характере застройки. Для получения этих данных проводятся наблюдения за напряженностью и структурой транспортных потоков в часы «пик» в рабочие дни недели; при этом фиксируются также дорожные условия, характер застройки и озеленения.
При оценочных работах может использоваться расчетная методика, которая позволяет определить приближенные значения уровней шума в зависимости от численности населения города, уровня автомобилизации (число автомобилей на тысячу жителей) и значимости улиц (магистрали общегородского значения, районного значения и т.д.), с внесением поправок для учета особенностей планировки города, уклона улиц, доли грузового и общественного транспорта в потоке. Аналогичными табличными методами определяется шум вблизи железнодорожных и трамвайных линий, аэродромов, судоходных путей.
Сочетание инструментальных и расчетных определений уровней шума включает использование того и другого, в том числе в одних и тех же контрольных точках, в количестве, достаточном для получения статистически значимой выборки. Для учета местных особенностей городской среды проводится расчет уравнений регрессии, связывающих измеренные и расчетные значения уровней шума, и корректировка последних.
Методика создания карт шума при разработке генеральных планов и проектов детальной планировки предусматривает использование линейных знаков и соответственно характеристику только в пределах улично-дорожной сети. Однако расчетная методика предусматривает возможность приближенной характеристики и внутриквартальных пространств. В этом случае оправдано применение изолиний. На основе изолинейных карт выделяют зоны шумового дискомфорта, в пределах которых превышаются гигиенические стандарты.
Хотя уровни напряженности электрических и электромагнитных полей являются предметом гигиенической регламентации, публикации по методике составления соответствующих карт единичны. Практикуется способом линейных знаков изображать примерные значения электромагнитных полей вдоль городских улиц, т.е. на оценочном уровне охарактеризовать лишь воздействие воздушных линий электропередач. Для локальных источников электромагнитных полей (радио- и телепередатчики, локаторы) показывается окружающая зона (сектор), в пределах которой при работе источников превышаются гигиенические стандарты и иногда количественные характеристики напряженности.
Характеристики физического загрязнения на специализированных картах принято изображать в соответствующих единицах измерения: дБ, В/м2, мкр/ч, Ки/км2. При интеграции физических характеристик в суммарные показатели антропогенной нагрузки требуется нормирование фактических уровней на предельно допустимые, т.е. переход к долям соответствующих ПДУ. Объединение в одном показателе разных видов физических полей не практикуется.
